Transcript 6 Energías renovables Unidad

Unidad
6
Energías renovables
6.1. Energía hidráulica
La energía hidráulica es la que tiene el agua cuando se mueve a través de un cauce
(energía cinética) o cuando se encuentra embalsada a cierta altura (energía potencial).
Cuando se deja caer el agua, la energía potencial se transforma en energía cinética
(velocidad), que puede ser aprovechada para diversos fines. Se trata de una energía
renovable (no alternativa).
Ya desde la antigüedad, el ser humano aprendió a utilizar este tipo de energía. Para ello
empleó diferentes ingenios (ruedas hidráulicas), que fueron evolucionando con objeto de
obtener el máximo rendimiento posible.
Hay dos aplicaciones fundamentales de la energía hidráulica:
• Desde, aproximadamente, el año 100 a.C. hasta casi finales del siglo XIX, toda la
energía hidráulica se transformaba en mecánica, que tenía sus aplicaciones en norias,
molinos de grano, etc.
• A partir de principios del siglo XX se empleó también para obtener electricidad. La
primera central hidráulica para esta aplicación se construyó en 1.882 en E.E.U.U., para
alimentar 250 lámparas eléctricas (inventadas por Thomas A. Edison).
En la actualidad, prácticamente toda la energía hidráulica se emplea para la obtención de
electricidad.
1
 Evolución de las ruedas hidráulicas
1. Molino griego de eje vertical para
moler cereal.
2. Ruedas hidráulicas de eje horizontal.
Solían tener rendimiento del 20 %.
• Para corrientes de agua de
gran velocidad.
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• Para corrientes lentas de
agua.
• Si hay desniveles de
agua.
A Componentes de un centro hidroeléctrico
Toda central hidroeléctrica transforma la energía potencial del agua acumulada en el
embalse en energía eléctrica a través del alternador. Las diferentes transformaciones de
energía se llevan a cabo en el orden que se indica en el siguiente esquema.
Energía
potencial
Embalse
de agua
3. Turbina Fourneyron (1826).
Rendimiento: 80 al 85 %.
3
Energía
Energía
cinética
cinética
del agua
Tuberías
Energía
eléctrica
de rotación
Turbina
4. Turbina Pelton (1870).
Rendimiento: 90 %.
Alternador
5. Turbina Kaplan (1910).
Rendimiento: 93 al 95 %.
NOTA: Ver vídeos sobre turbinas: tipo Pelton, tipo Francis y tipo Hélice. (preguntar!!!).
 Embalse
Representa la totalidad del agua acumulada. Para ello
dispone de un muro grueso de hormigón, denominado
presa, cuya función es la de retener el agua. Existen
básicamente dos tipos:
 Presa de gravedad. Con su peso contrarresta el
empuje del agua. Suele ser recta o un poco cóncava
(por el lado del agua). Su sección transversal es
triangular, formado un ángulo recto entre la base y el
lado del embalse. Su construcción resulta cara.
Presa de gravedad.
 Presa de bóveda. Trabaja de manera que el
empuje del agua lo transmite a las laderas de la
montaña. Suele ser convexa, de tal manera que,
cuanto más empuja el agua del embalse, más se
“clavan” los lados de la presa en las laderas de la
montaña. Esta característica reduce el tamaño de la
presa, por lo que su construcción es más barata para
la misma solidez que en la presa de gravedad.
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Presa de bóveda.
 Conductos de agua. Existen dos tipos de conductos:
 Compuertas. Tienen como misión evacuar el agua que hay en el embalse sin que pase
por la sala de máquinas (turbinas). Se utilizan cuando es necesario soltar agua por
razones de riego o seguridad (lluvias excesivas).
 Tuberías de conducción. Permiten transportar el agua desde el embalse hasta las
turbinas. Hay dos partes importantes:
1. La toma de agua, que suele estar colocada a 1/3 de la altura de la presa con objeto de que los fangos,
queden depositados en el fondo y no se arrastren a las turbinas, que se podrían romper. Además,
dispone de una rejilla para filtrar el agua.
2. La chimenea de equilibrio, que consiste en un pequeño depósito, conectado a las tuberías de
conducción, en el que hay agua acumulada. Con ello se evitan las variaciones de presión en el agua,
cuando se regula el caudal a la salida.
1. Embalse superior
2. Presa
3. Galería de conducción
4. Chimenea de equilibrio
5. Tubería forzada
6. Central
7. Turbinas y generadores
8. Desagues
9. Líneas de Transporte de energía eléctrica
10. Embalse inferior o río
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Compuertas de una central hidroeléctrica.
Central hidroéléctrica de bombeo.
 Sala de máquinas.
En la sala de máquinas se encuentran dos elementos muy
importantes:
 Las turbinas. Cuya función es la de transformar la energía cinética del agua en energía mecánica de rotación.
En la actualidad las más usadas son la Kaplan y la Pelton.
Características de la turbina Kaplan
Características de la turbina Pelton
• Se trata de una turbina de eje vertical y un rotor en forma de hélice, con • Se trata de una rueda hidráulica muy perfeccionada, en la que en la periferia de
aspas (generalmente 4 o 5) de inclinación variable, que va encerrada en una circunferencia se han colocado una serie de «cucharas» que pueden soportar
una cámara cilíndrica por cuya parte superior llega el agua.
el choque de un potentísimo chorro de agua.
• Se emplea para saltos de agua inferiores a 25 m y mucho caudal.
• Las cucharas reciben el agua en un sentido y la expulsan casi en sentido contrario
(150°). En instalaciones muy grandes alcanzan empujes de hasta 50 toneladas.
• Su rendimiento suele estar entre el 93% y el 95 %.
• Se usa cuando se dispone de un gran salto de agua, pero no de mucho caudal. Su
rendimiento puede llegar hasta el 90 %.
• Es una de las turbinas que más se emplea en la actualidad.
• Gira más lentamente que la Kaplan (entre 300 a 1 800 rpm). Para aumentar la
potencia basta aumentar el número de chorros.
 Alternador.
En las turbinas Pelton, el alternador suele estar solidario al
eje de la turbina, ya que la velocidad de giro se puede regular colocando más o
menos chorros. Las Kaplan suelen girar muy rápidamente, por lo que es
necesario intercalar un reductor de velocidad entre la turbina y el alternador.
Transformadores y líneas de transporte.
Los transformadores se encargan de elevar la tensión de salida de los
alternadores (de 20.000V a 400.000V), que suele ser la que se transporta por las
líneas de AT. El voltaje se eleva para contrarrestar las pérdidas que se producen
al recorrer tanta distancia. Asegurando de esta forma el suministro en todos los
puntos de consumo.
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Sala de máquinas.
B Potencia y energía obtenida en una central hidroeléctrica
La potencia teórica de una central hidroeléctrica depende, fundamentalmente, de dos parámetros: la
altura del salto del agua y el caudal que incide sobre las turbinas. Las fórmulas que permiten calcular
la potencia y la energía son:
P = potencia de la central en kW.
P = 9,8 · Q · h
Q = caudal de agua en m3/s.
h = altura en metros (desde la superficie del
embalse hasta el punto donde está la turbina).
E = P · t = 9,8 · Q · h · t
t = tiempo en horas.
E = energía obtenida en kWh.
OJO: Aquí debemos tener cuidado con las unidades…!!!
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C Tipos de centrales
 Minicentrales (<10MW). Potencia menor de 10MW.
 Grandes centrales o centrales hidroeléctricas (>10MW). Próximas a ríos
con grandes caudales. Existen dos tipos de centrales: de bombeo puro y de bombeo mixto.
 Centrales de bombeo puro.
Tiene 2 embalses (el inferior es natural y muy pequeño).
Durante las máximas horas de demanda funciona como
una central normal. Pero cuando la demanda de energía
es baja, se aprovecha la energía sobrante, para bombear
agua del embalse inferior al superior. De esta forma, el
embalse superior actúa de depósito.
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Central de bombeo puro.
 Centrales de bombeo mixto
Pueden producir energía con o sin bombeo
previo. No es necesario bombear agua para
producir energía, pues el embalse es
alimentado por el cauce de un río. Si el
embalse superior tiene poco agua, se puede
bombear del embalse inferior.
Central de bombeo mixta.
D Energía hidráulica y medio ambiente
 Impacto medioambiental y tratamiento de residuos


Los embalses permiten regular el caudal de los ríos, evitando inundaciones.
 Contribuyen a almacenar agua, que puede ser utilizada posteriormente para
uso humano o riego.
Se anegan grandes extensiones fértiles de terreno, incluso pueblos enteros.
 Se trastoca la fauna y flora autóctona.
Ejemplos:
1º. Calcula la potencia real de una central hidroeléctrica, en kW y CV, sabiendo que el salto de
agua es de 15m y el caudal de 18 m3/s. La turbina empleada es Kaplan. (Sol.: 3.384 CV.)
2º. Determina la energía producida (en MWh) en una central hidroeléctrica que emplea turbina
Pelton (h = 90%) en el mes de noviembre, sabiendo que sobra la turbina actúa un caudal de
3m3/s y la altura del salto de agua es de 100m. (Sol.: 1.905,12 MWh).
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6.2. Energía solar
El Sol es la principal fuente de energía de la Tierra. A través de las reacciones nucleares que se
originan en su interior, gran parte de la energía liberada llega a la Tierra en forma de ondas
electromagnéticas.
La intensidad media de radiación solar, si la medimos fuera de la atmósfera, es K = 1,94 cal/min·cm2.
A esta constante se le llama constante solar y, teóricamente se la suele considerar invariable a lo
largo del tiempo. Pero la intensidad solar que llega a la superficie de la Tierra se reduce
considerablemente. Además, la intensidad de radiación tampoco es igual en todas las zonas del
planeta. Dependerá de su latitud geográfica, hora del día, estación del año y situación atmosférica.
El valor del coeficiente de radiación solar en un punto de la superficie es, como máximo, K = 1,3
cal/min·cm2.
La fórmula que nos indica la cantidad de calor que llega a un punto de la superficie de la Tierra viene
dada por la expresión:
Q=K·t·S
donde:
Q = cantidad de calor expresado en calorías.
K = coeficiente de radiación solar, expresado en: cal/min·cm2. Puede valer desde 0 hasta 1,3.
La media aproximada en un día de verano será: K = 0,9.
T = tiempo en minutos.
S = sección o área en cm2.
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A Aprovechamiento de la energía solar
La energía solar tiene dos campos de aplicación fundamentales: conversión en energía eléctrica
y transformación en energía térmica o calorífica. En el cuadro adjunto se muestran las máquinas
más empleadas para llevar a cabo esta tarea.
Aprovechamiento de la energía solar.
(Ver vídeo de algunas aplicaciones en la vida cotidiana de la Energía Solar).
Ejemplo:
3º. Determina la cantidad de calor que habrá entrado en una casa durante un día del mes de
julio, suponiendo que dispone de una cristalera de 3 x 2 m, y no se han producido pérdidas ni
reflexiones en el vidrio. (Datos: 10 horas con 0,9 cal/min·cm2) (Sol.: 32.400 Kcal.)
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 Conversión en energía calorífica: colectores planos.
La conversión de energía solar en energía calorífica se basa en el hecho de que todo cuerpo expuesto al Sol
absorbe parte de los rayos solares que inciden sobre él. Dependiendo de su color, absorberá más o menos
radiaciones.
Teóricamente, un cuerpo de color negro mate absorbería todas las radiaciones, mientras que uno blanco brillante
las reflejaría todas.
Los dispositivos empleados para la obtención de energía térmica o energía calorífica a partir de los rayos solares
se denominan colectores o captadores. Un colector solar es una caja, normalmente metálica, en cuyo interior se
ha dispuesto una serie de tubos, pintados de color negro, por los que circula agua. El interior del colector está
pintado, igualmente, de color negro mate para absorber los rayos solares. En la parte superior dispone de un
cristal, que permite el paso de los rayos y hace de aislante con el exterior. El colector se orienta hacia el Sol para
captar la máxima radiación solar. (Ver vídeo de colector solar).
Se fabrican tres tipos de colectores:
 Hasta temperaturas de 35ºC. Para
climatización
de
piscinas,
invernaderos, secaderos, duchas al
aire libre, etc.
 Hasta temperaturas de 60ºC. Para
calentar agua caliente sanitaria,
calefacción en viviendas, industria, etc.
 Hasta temperaturas de 120ºC.
Para uso industrial con agua a alta
temperatura.
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Colectores solares planos.
Partes de un colector.
 Conversión en energía calorífica: aprovechamiento pasivo
Hay muchísimas aplicaciones en las que se emplea este sistema.
De hecho, el hombre y los seres vivos la llevan aprovechando
desde siempre para calentarse. Dos aplicaciones de este tipo son:
 Invernaderos. Los plásticos permiten la entrada de
radiaciones electromagnéticas. Al incidir sobre el suelo, su
longitud de onda varía y, al intentar salir del plástico, debido a la
reflexión, quedan retenidas. El resultado es el aumento de la
temperatura.
Invernadero.
 Desalinizadoras de agua marina. Consta de dos recipientes
separados y aislados exteriormente. Por un lado lleva un cristal
que tendrá una orientación de unos 45º con respecto a la
horizontal. Al fondo, un material que refleje los rayos sobre el
agua salada. Al evaporarse el agua del mar, queda en el fondo la
sal. Las gotas de agua se condensan y caen al otro recipiente.
Desalinizadora.
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 Campo de helióstatos
Está formado por una serie de helióstatos o espejos direccionales, que reflejan la luz solar
hacia una torre, concentrando los rayos solares sobre la caldera (1). El aporte calorífico es
absorbido por el fluido de la caldera y conducido hacia el generador de vapor (5). Luego la
energía se transmite a un segundo circuito, donde el agua que tiene se evapora y llega al
grupo turbina-alternador (6), que produce la electricidad. Finalmente, el fluido es
condensado en el aerogenerador (7) para repetir el ciclo. (Ver vídeo campo helióstato).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
14
Caldera.
Campo de heliostatos.
Torre.
Almacenamiento térmico.
Generador de vapor.
Turbo-alternador.
Aerocondensador.
Transformadores.
Líneas de transporte de
energía eléctrica.
Campo de helióstatos.
 Colectores cilíndrico-parabólicos
Concentran los rayos solares en una
tubería que contiene un líquido (aceite).
Con este sistema se pueden conseguir
temperaturas de hasta 300ºC.
El fluido (aceite) transmite el calor desde
los colectores hasta un intercambiador de
calor que hay en la caldera. Con ese calor
se consigue evaporar agua, que pasa a
través de la turbina y la hace girar. El
alternador, solidario a la turbina, se
encarga de generar la corriente eléctrica.
(Ver vídeo colectores de concentración).
Esquema de central solar con
colectores cilíndrico-parabólicos.
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 Horno solar
Consiste en concentrar en una pequeña
zona o punto los rayos solares que inciden
en una superficie muy grande en
comparación con la zona anterior. Para ello
se utiliza un espejo de forma parabólica.
Las temperaturas que se pueden obtener
son muy elevadas (llegando incluso a los
4.000ºC) y principalmente se utilizan en
investigación, como el estudio del punto de
fusión de materiales. Su explotación
comercial no es viable en la actualidad
debido a su alto coste.
Horno solar de Odeillo.
El horno solar más grande del mundo se
encuentra en Odeillo (Francia), con una
potencia de un megavatio.
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NOTA: Ver presentación sobre Horno Solar. (preguntar!!!).
 Placas fotovoltaicas
Cada módulo o placa fotovoltaica está formada por una serie de células solares, construidas
a base de silicio como material base. Cuando la luz solar incide sobre las células, se genera
una pequeña tensión (0,58 voltios) en los extremos de sus bornes. Las células se colocan
en serie, consiguiéndose una tensión final de 18 V y una intensidad aproximada de 2 A. El
rendimiento energético de estas placas suele llegar hasta el 25%, dependiendo de su
orientación y de la temperatura a la que se encuentre sometida. El rendimiento disminuye a
medida que aumenta su temperatura.
(Ver vídeos sobre:
Células fotovoltaicas
y paneles solares).
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Detalle de una placa fotovoltaica.
Ejercicios:
4º. Un colector solar plano que tiene una superficie de 4 m2 debe calentar agua para uso
doméstico. Sabiendo que el coeficiente de radiación solar es K = 0,9 cal/min·cm2 y que el
consumo de agua es constante, a razón de 6 litros/minuto, determina el aumento de temperatura
del agua si está funcionando durante 2 horas. Se supone que inicialmente el agua está a 18ºC y
que no hay pérdidas de calor. (Dato: Ce agua = 1 cal/g·ºC) (Sol.: 24ºC.)
5º. Determina las dimensiones de una placa solar, suponiendo que con ella se alimente un
frigorífico (de potencia 150 W) durante 4 horas. El coeficiente de radiación solar es K = 0,7
cal/min·cm2 y el rendimiento energético de la placa el 25%. (Sol.: 1,23 m2.)
6º. En una casa de campo se quiere instalar una placa fotovoltaica que alimente dos lámparas
de bajo consumo (9W cada una) y un televisor de 29 W. Determina la superficie que tiene la
placa, si h = 30% y K = 0,8 cal/min·cm2. (Sol.: 0,28 m2).
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6.3. Energía eólica
Tiene como fuente al viento, es decir, al aire en
movimiento. Lo que se aprovecha es su energía
cinética.
El viento se origina como consecuencia de:
• La cantidad de Sol que incide sobre el aire,
calentándolo, lo que produce que éste se eleve
y origine que otras masas de aire ocupan su
lugar, dando como resultado el viento.
• La rotación de la Tierra.
• Las condiciones atmosféricas de un lugar
concreto.
Se calcula que el 2% de la energía solar que
recibe la Tierra se transforma en energía cinética
de los vientos, aunque en la práctica solamente se
puede aprovechar la que circula cerca del suelo.
Las modernas máquinas eólicas transforman la
energía cinética del aire en la energía cinética que
surge de la rotación de un eje, el cual arrastra un
alternador que es el que genera electricidad.
Hay referencias históricas de que el ser humano
ya utilizaba la energía eólica allá por el año 4.500
a.C. en las velas de barcos.
Molino americano.
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A Clasificación de las máquinas eólicas
Las máquinas eólicas que transforman la energía cinética del viento en energía eléctrica se
conocen como aerogeneradores, aeroturbinas o turbinas eólicas y se clasifican en dos grandes
grupos: de eje horizontal y de eje vertical.
 Aeroturbinas de eje horizontal
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Son las más utilizadas debido a su desarrollo tecnológico y
comercial avanzado. Para su funcionamiento necesitan mantener su
eje paralelo a la dirección del viento, a fin de que éste incida sobre
las palas y haga girar el eje. Dependiendo de la potencia, se
clasifican en:
• De potencias bajas o medias (hasta 50kW). El número
de aspas suele ser alto (pueden llegar a tener 24). Se usan en el
medio rural para bombear agua y como suministro complementario
de electricidad para viviendas. Funcionan a pleno rendimiento
cuando la velocidad del viento es de 5m/s y arrancan cuando la
velocidad es de tan sólo 2m/s.
• De potencia alta (más de 50kW). Suelen tener dos o tres
palas de perfiles aerodinámicos, como los usados en aviación.
Necesitan vientos de unos 5m/s para arrancar. El rendimiento
aumenta a medida que se incrementa la velocidad del viento. El
máximo rendimiento se suele alcanzar a los 15 m/s. Las
aeroturbinas modernas tienen sus palas giratorias diseñadas para
conseguir el máximo rendimiento por encima de velocidades de
15m/s. De esta manera se mantiene constante el rendimiento
máximo. Las aeroturbinas de eje horizontal suelen agruparse,
formando parques eólicos.
Parque eólico.
Ver vídeo de despiece de un aerogenerador.
Preguntar !!!.
 Aeroturbinas de eje vertical.
Su desarrollo tecnológico está menos avanzado que
las de eje horizontal y su uso es bastante escaso, pero su futuro es bastante prometedor, debido a
que no necesitan dispositivos de orientación, ya que por cuestiones de simetría siempre están
orientadas, y ofrecen menos problemas de resistencia y vibraciones estructurales. Se amarran con
cables. En la actualidad, las más usadas son:
Aeroturbina
Darrieus.
Está
constituida por dos palas de perfil
biconvexo unidas la una con la otra
produciendo el giro del eje al que
están unidas.
Aeroturbina
Savonius..Se
compone básicamente de dos
semicilindros iguales colocados
como se observa en la figura. El
viento, al actuar sobre la superficie
del cilindro, produce el giro del eje.
Aeroturbinas Darrieus y Savonius.
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 Cálculo de la energía generada en una aeroturbina.
En esta fórmula se supone que la velocidad de salida del viento, una vez que ha atravesado
las palas, es 1/3 de la velocidad inicial. Si se consigue esa velocidad de salida, se genera la
potencia máxima en la aeroturbina. Pero no toda la energía que tiene este viento puede ser
captada por las hélices de la aeroturbina, ya que depende mucho de su diseño, número de
palas, etc.
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Ejercicios:
7º. Determina la potencia de una aeroturbina sobre la que actúa un viento de 50 km/h. El
radio de cada pala es de 4 m. El número de palas es de tres. El rendimiento es del 90%.
(Sol.: 44,58kW.)
8º. Determina la energía generada por la aeroturbina del ejercicio anterior en 10 horas.
(Sol.: 448,45 kWh.)
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6.4. Biomasa
Se denomina biomasa al conjunto de materia orgánica renovable (no fósil) de procedencia
vegetal, animal o resultante de una transformación natural o artificial.
Como la biomasa suele tener un rendimiento energético bajo y ocupa un gran volumen, es
necesario transformarla en un combustible de mayor poder calorífico.
Esta transformación de la biomasa se puede realizar a través de tres procedimientos que son:
Materiales
Basura urbana
Pc (kcal/kg)
960-2.880
Carbón bituminoso
7.200
Estiércol
1.920
Lodos de depuradora
1.440
Madera seca
2.800
Residuos agrícolas
3.840
Serrín
4.320
Poder calorífico de algunos combustibles.
Esquema de los procesos de transformación de la biomasa.
(Ver vídeos sobre Biomasa: residuos ganaderos y sólidos urbanos).
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A Por extracción directa
Se basa en la existencia de ciertas especies vegetales que producen en su
metabolismo hidrocarburos o compuestos muy hidrogenados, con un poder calorífico
elevado. Su obtención se lleva a cabo mediante la extracción (aplastamiento) y
añadiéndoles ciertos compuestos químicos. Al combustible obtenido se le conoce con
el nombre de biocombustible. Algunas de las plantas a partir de las que se obtiene
son la palma, el girasol y la soja. A partir de ellas se obtiene etanol y metanol,
empleados para motores de combustión interna.
B Procesos termoquímicos
Consisten en someter la biomasa a temperaturas elevadas. De esta forma, tienen
lugar procesos químicos irreversibles generados por el calor (combustión).
• Si el proceso se lleva a cabo mediante combustión, con abundante aire, de la
biomasa se obtiene calor, para producir vapor que mueva una turbina, la cual
arrastraría un alternador, y producir electricidad.
• Si la combustión se hace con poco aire, se produce CO, CO2, H2 y metano. A esta
mezcla se conoce como gas pobre.
• Cuando se emplea como comburente oxígeno puro, el resultado es una mezcla de
CO, hidrógeno e hidrocarburos, que se denomina gas de síntesis.
• Si la combustión se realiza en ausencia de aire (comburente), se le denomina
pirólisis (descomposición de la materia orgánica).
Pirólisis.
C Procesos bioquímicos
25
En estos se transforma la biomasa en energía. Los procesos son dos:
• Fermentación alcohólica. Es el proceso de transformación de la glucosa en etanol
(alcohol etílico) por la acción de microorganismos.
• Fermentación anaerobia. Es la fermentación en ausencia de oxígeno y prolongada
en el tiempo. Se origina el denominado biogás (Pc = 4.500 kcal/m3).
Obtención de aguardiente por
fermentación alcohólica.
6.5. Energía geotérmica
Se sabe que el núcleo de la Tierra tiene una temperatura que puede llegar hasta los
4.000ºC. Esta temperatura va disminuyendo a medida que nos aproximamos a la superficie
del planeta. Por término medio, a medida que se profundiza, la temperatura se va elevando
a razón de 3ºC por cada 100 metros.
Parece que una solución sencilla para obtener energía calorífica
barata podría ser la realización de dos agujeros profundos, que
estuviesen muy próximos entre sí. Por uno de ellos se
introduciría agua fría y por el otro se obtendría agua caliente.
Esta solución no es válida en todos los lugares, ya que, debido a
la baja conductividad térmica de los materiales que constituyen la
Tierra, no hay suficiente flujo térmico y, una vez enfriado, al
introducir el agua fría, se requeriría cierto tiempo para adquirir de
nuevo la temperatura inicial.
Afortunadamente, existen zonas en las que se dan anomalías
geotérmicas, produciéndose transferencias de calor desde el
interior mucho mayores y en las que la escala de temperaturas
en función de la profundidad es incluso mucho más elevada.
Pueden encontrarse zonas en las que, por cada 100 m de
profundidad, se eleve la temperatura entre 10 y 20ºC.
Proceso de obtención de energía geotérmica.
26
A Tipos de yacimientos
Para extraer el calor de la Tierra siempre se emplea algún fluido, normalmente agua que, una vez caliente, se
extrae y su energía térmica se transforma en otro tipo de energía (la mayoría electricidad).
Dependiendo de dónde se encuentre el agua, tendremos tres tipos de yacimientos:
 Yacimientos hidrotérmicos. El propio fluido (agua) se encuentra en el interior de la Tierra, en forma
líquida o vapor (entre 40ºC y 200ºC).
 Yacimientos geopresurizados.
presiones.
Igual que los anteriores pero a más profundidad y grandes
 Yacimientos de roca caliente. Formados por rocas impermeables que tienen una temperatura que
puede llegar a los 300ºC. Se extrae el calor introduciendo agua fría y obteniendo agua caliente.
Yacimiento
hidrotérmico.
Géiser.
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6.6. Energía maremotriz
Las mareas tienen su origen en la atracción del Sol y
de la Luna. Este fenómeno ejerce una gran influencia
sobre las masas de agua, que en algunos lugares
provoca subidas de la marea de hasta 10 metros.
En zonas donde se producen grandes mareas se
puede localizar un estuario o bahía adecuado y
cerrarlo mediante una gran presa. Esta presa dispone
de uno o varios agujeros, donde se coloca una turbina
reversible.
Cuando sube la marea, se cierra la compuerta para
que no entre agua. Cuando la marea está próxima a
su punto más alto (pleamar) se abre la compuerta y la
turbina como si se tratase de un embalse (el agua
entra hacia el estuario). El estuario estará lleno en el
momento en que empiece a bajar la marea. Entonces
se cierra de nuevo la compuerta hasta que la marea
esté en su punto más bajo (bajamar), momento en el
cual se abre y comienza a funcionar de nuevo la
turbina.
En la actualidad, la única central maremotriz que se
emplea comercialmente en el mundo para producir
electricidad está en La Rance (Francia). El estanque
ocupa una superficie de 22 km2 y dispone de 24
grupos turbina-alternador, que generan 500MWh al
año aproximadamente.
28
Central maremotriz y
detalle de un grupo
turbina-alternador
(La Rance).
6.7. Residuos Sólidos Urbanos (RSU)
Los residuos sólidos urbanos son aquellos desperdicios y restos (que no son líquidos ni
gaseosos) de naturaleza inerte, generados por la actividad doméstica en los núcleos de
población o zonas de influencia. De ellos se puede obtener gran cantidad de energía.
La forma más usual de obtener energía de los RSU es a través de dos métodos:
 Incineración. Para ello se queman los residuos combustibles, obteniendo calor, que
se puede usar para producir electricidad (a través de una central térmica), para
calefacción, para usos industriales, etc.
 Fermentación de residuos orgánicos. El objetivo es obtener biogás, que se
empleará como combustible.
29
6.8. Energía de las olas
A Proyectos en funcionamiento
A lo largo de la historia se han diseñado y construido diferentes dispositivos para transformar la energía de las
olas en energía útil, generalmente electricidad. El aprovechamiento de este tipo de energía suele resultar difícil
y complicado, ya que requiere grandes estructuras que soporten los temporales sin romperse. Además, por sus
dimensiones y por hallarse muy próximas a la costa, estas construcciones tienen el inconveniente de producir
un grave impacto medioambiental.
Desde 1.920 se han construido muchas máquinas en diferentes países para aprovechar la energía de las olas.
En España, la empresa Unión Fenosa tiene un proyecto instalado en La Coruña.
30
B Técnicas en las que se basa su
funcionamiento
Técnicas de aprovechamiento de la energía de las olas.
31
6.9. Energías alternativas y medio ambiente
A Impacto medioambiental.
En la tabla podemos observar los posibles
impactos ambientales de las energías
alternativas.
B Tratamiento de residuos.
Las únicas energías que originan residuos son
la biomasa y los RSU.
Si los residuos son orgánicos, procedentes de
materia vegetal, se reciclan colaborando con
el medio ambiente, ya que en muchos casos
se pueden emplear como fertilizantes o
abonos.
Si los residuos son de materia no vegetal, se
deberán depositar en lugares preparados para
tal fin, denominados vertederos controlados.
Periódicamente se recubren de tierra u otros
materiales, para evitar la contaminación
ambiental.
32